Ученые нашли нейроны, которые заставляют мозг хотеть спать
В мозге мышей обнаружили нейроны, помогающие накапливать потребность во сне. Если подавить их активность, животные могут бодрствовать много дольше — и практически не испытывать желания спать.
Сон нужен не только для отдыха. Во время бодрствования в мозге постепенно нарастает потребность во сне, а после отдыха она снижается. Один из признаков этого процесса — медленные волны на электроэнцефалограмме (ЭЭГ): чем сильнее хочется спать, тем выше мощность волн во время последующего глубокого сна. В то же время ученые не до конца понимали, какие именно нервные клетки заставляют мозг хотеть спать все сильнее.
Теперь международная исследовательская группа под руководством Уильяма Джу (William Joo) из Базельского университета (Швейцария) изучила участок мозга под названием «медианный шов» (median raphe, MR). Он расположен в стволе мозга и известен прежде всего как один из центров, связанных с серотонином. Ученые хотели выяснить, какие клетки в этой области реагируют на длительное бодрствование.
Для этого они посмотрели, какие участки мозга активируются у мышей после нескольких часов без сна. Затем в MR нашли клетки, которые особенно активно работали после лишения сна, и проверили их свойства. Выяснилось, что среди них центральное место занимают GABA-ергические нейроны — клетки, использующие тормозной нейромедиатор ГАМК.
После шести часов без сна эти нейроны становились более возбудимыми. Проще говоря, им было легче «запуститься»: они начинали генерировать нервные импульсы при меньшем воздействии и чаще делали это самостоятельно. При этом у расположенных рядом серотонинергических нейронов подобных изменений не обнаружили. Значит, разные типы клеток по-разному реагируют на нехватку сна.
Следующий эксперимент показал, что эти клетки действительно связаны с потребностью во сне. Когда исследователи искусственно активировали их, мыши спали дольше и крепче. Если же активность клеток подавляли, животные спали меньше.
Примечательно, что при длительном одновременном подавлении GABA-ергических нейронов и серотонинергических клеток продолжительность основной фазы сна (NREM) у мышей снизилась почти на 70 процентов. Они дольше бодрствовали: средняя продолжительность таких периодов выросла более чем вдвое.
После лишения сна произошло самое интересное. Обычно грызуны, которые долго не спали, стараются уснуть как можно скорее, а последующий сон становится более глубоким. У мышей с подавленной активностью MR, однако, этого почти не происходило. Они реже пытались заснуть, почти не демонстрировали обычного компенсаторного сна, а медленные дельта-волны на ЭЭГ накапливались много медленнее.
Выходит, эти нейроны могут участвовать не просто в переключении мозга из бодрствования в сон. Они, вероятно, помогают самому организму постепенно накапливать потребность во сне. Если их работу нарушить, животные не просто спят меньше — они медленнее приходят к состоянию, в котором сон необходим.
Речь не идет о том, что ученые нашли способ безопасно обходиться без сна. Примерно 17 процентов мышей с хронически подавленной активностью этих клеток погибли. У выживших действительно сохранялись высокая активность и способность бодрствовать долго. Более того, в тестах они формировали долговременные воспоминания. Правда, механизм столь необычного состояния еще предстоит понять.
Пока не известно, что именно во время длительного бодрствования заставляет GABA-ергические нейроны MR становиться более возбудимыми. Возможно, меняется работа самих клеток, их связи с другими нейронами — или оба процесса одновременно. Тем не менее результаты научной работы, опубликованной в журнале Nature, показали, что сон — это не только переключатель между двумя состояниями. Мозг отдельно регулирует и то, насколько сильно вообще нужен сон.
Telegram 
Дзен 
VK Множество переломов костей у средневекового скелета, захороненного в замке Стерлинг, позволили предположить, что мужчина погиб в результате прямого попадания снаряда, выпущенного из осадного орудия. Не исключено, что это был гигантский требушет «Боевой Волк», построенный по приказу короля Англии Эдуарда I.
После сокращения длины очередей и роста доступности бензина в первую неделю августа ситуация снова ухудшилась. Если с 20 июня по начало августа кризис носил в основном психологический характер, то сейчас ситуация принципиально иная: августовские атаки на НПЗ показали, что меры по усилению их противовоздушной обороны не были достаточно полными. Значит, прогноз автора Naked Science от 19 июля о том, что острая фаза кризиса закончится до конца лета, был частично неверным.
С помощью ускорителей ученые имитируют процессы, происходившие в первые мгновения жизни Вселенной. Так пытаются решить загадки наблюдаемой реальности: почему материи больше, чем антиматерии, состоят ли кварки из других частиц, как сохраняется барионное число. В этот раз анализ столкновений на коллайдере RHIC предоставил сильное свидетельство того, что барионное число переносится не кварками, а глюонной перемычкой внутри протонов.
После сокращения длины очередей и роста доступности бензина в первую неделю августа ситуация снова ухудшилась. Если с 20 июня по начало августа кризис носил в основном психологический характер, то сейчас ситуация принципиально иная: августовские атаки на НПЗ показали, что меры по усилению их противовоздушной обороны не были достаточно полными. Значит, прогноз автора Naked Science от 19 июля о том, что острая фаза кризиса закончится до конца лета, был частично неверным.
В черепах участников битв эпохи Средневековья часто находят отверстия квадратной формы, о происхождении которых спорят специалисты. Авторы нового исследования пришли к выводу, что такое повреждение — следствие смертельного удара по голове палицей.
Множество переломов костей у средневекового скелета, захороненного в замке Стерлинг, позволили предположить, что мужчина погиб в результате прямого попадания снаряда, выпущенного из осадного орудия. Не исключено, что это был гигантский требушет «Боевой Волк», построенный по приказу короля Англии Эдуарда I.
Долгое время считалось, что до прихода европейцев тропические леса Амазонии были заселены сравнительно плохо. Однако выяснилось, что плотная растительность скрывает большинство следов древних обществ. С помощью воздушного лазерного сканирования ученые обнаружили сотни неизвестных земляных сооружений и предположили, что около двух тысяч лет назад население юго-западной части Амазонии могло достигать трех миллионов человек.
Американская компания Firebird официально запустила в городе Раздан крупный центр обработки данных и фабрику искусственного интеллекта. На сегодняшний день это самый масштабный технологический хаб подобного уровня в СНГ, а после завершения всех этапов строительства он войдет в пятерку самых мощных вычислительных кластеров в мире.
Остров Пекан недалеко от Мексиканского залива в Луизиане вскоре перейдет в собственность компании Илона Маска. Здесь будет новый космодром для Starship, почти в 20 раз больше, чем в Бока-Чике, где уже стоят две стартовых площадки. Уникальное местоположение позволит компании попытаться реализовать амбициозную цель о запуске миллиона низкоорбитальных спутников на орбиты, где сегодня находится подавляющее меньшинство спутников Земли.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии